(57)【要約】【課題】記録性能を確保し、記録層に記録された磁化の熱安定性およびＳ／Ｎ比を向上し、高記録密度化を図れる磁気記録媒体およびその製造方法、並びに磁気記憶装置を提供することである。【解決手段】基板２１と、その基板２１上に、窒素あるいは酸素を含む非磁性材料からなる配向制御層２２、ＣｒまたはＣｒを主成分とする材料からなる下地層２３、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料からなる記録層２４、保護膜２８、および潤滑層２９が順次形成された構成とする。配向制御層２２の作用により、記録層２４は下地層２３上にエピタキシャル成長し、ｃ軸が基板面に対して所定の傾斜角をなすように形成される。【選択図】図４
2006244684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも配向制御層および下地層が設けられ、
前記下地層上に設けられ、ｈｃｐ結晶構造を有する記録層を備える磁気記録媒体であって、
前記記録層は、下地層の表面にエピタキシャル成長してなり、当該記録層のｃ軸が基板面に対して傾斜してなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記配向制御層は、窒素または酸素を含む非磁性材料からなることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に設けられた配向制御層と、
前記配向制御層上に設けられ、ＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層と、
前記下地層上に設けられた記録層と、を備える磁気記録媒体であって、
前記配向制御層は、窒素または酸素を含む非磁性材料からなり、
前記記録層は、下地層の表面に、第１の磁性層、非磁性結合層、第２の磁性層が順次エピタキシャル成長して積層してなり、
前記第１の磁性層と第２の磁性層とは交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第１の磁性層の磁化と第２の磁性層の磁化が互いに反平行であり、
前記第１の磁性層および第２の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料からなり、各々のｃ軸が基板面に対して傾斜してなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】
基板と、
前記基板上に設けられた配向制御層と、
前記配向制御層上に設けられ、ＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層と、
前記下地層上に設けられた第３の磁性層と、
前記第３の磁性層上に設けられた中間層と、
前記中間層上に設けられた第４の磁性層と、を備え、
前記第３の磁性層はｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に対して傾斜してなり、
前記第４の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に垂直に配向してなる磁気記録媒体。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に設けられた第５の磁性層と、
前記第５の磁性層上に設けられた配向制御層およびＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層を有する中間積層体と、
前記中間積層体上に設けられた第６の磁性層と、を備え、
前記第５の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に垂直に配向してなり、
前記第６の磁性層はｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に対して傾斜してなる磁気記録媒体。
【請求項６】
前記記録層、第１の磁性層、第３の磁性層、および第６の磁性層のｃ軸は、基板面に対して０度よりも大きくかつ３０度以下の範囲の角度をなすことを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記基板と配向制御層との間に第１の軟磁性層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
基板上に不活性ガス中に窒素ガスまたは酸素ガスを含む雰囲気中で非磁性材料を堆積して配向制御層を形成する工程と、
前記配向制御層上にＣｒまたはＣｒを主成分とする材料を堆積して下地層を形成する工程と、
前記下地層上にｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を堆積して記録層をエピタキシャル成長させる工程とを含む磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
前記配向制御層を形成する工程は、２体積％〜４０体積％の窒素ガスまたは酸素ガスを含む雰囲気中で前記非磁性材料を堆積することを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体、あるいは請求項８または９記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体およびその製造方法、磁気記憶装置に関し、特にＣｏを主成分とする記録層が所定の方向に結晶配向した磁気記録媒体およびその製造方法、磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータや家庭用動画記録装置に搭載される磁気記憶装置、例えば磁気ディスク装置は、動画記録を主な目的として１００ＧＢを超える大容量が一般化してきている。かかる磁気ディスク装置への大容量化および低価格化へのニーズは、今後さらに強まる気配である。
【０００３】
現在、磁気ディスク装置に用いられている面内記録方式では、大容量化を図るため高記録密度化が進められており、磁気ディスクの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の向上や、磁気ヘッドの高感度化等により、１００Ｇｂｉｔ／（インチ）2を超える面記録密度が達成されている。
【０００４】
従来の面内記録方式および垂直記録方式では、さらなる高記録密度でのＳ／Ｎ比を向上するため、記録層を構成する強磁性材料からなる結晶粒子のサイズを低減する必要がある。しかし、結晶粒子のサイズを低減すると、記録層に記録された磁化すなわち残留磁化の大きさが時間経過につれて次第に減少する現象が顕著になる。つまり記録された磁化の熱安定性の問題が生じてくる。この解決のために、記録層に異方性磁界の大きな強磁性材料を用いる手法が知られている。
【０００５】
そのような強磁性材料を用いると記録された磁化の熱安定性は高まるが、記録し難くなる、すなわち記録性能の低下という問題が新たに生じてくる。強磁性材料の異方性磁界が増す程、記録磁界強度を増加する必要がある。磁気ヘッドが発生可能な記録磁界強度はヘッド磁極の材料により制限される。そのため、使用し得る記録層の強磁性材料も制限されるので、向上し得る記録密度に限界が生じるという問題がある。
【０００６】
そこで、高記録密度化の他のアプローチとして、記録層の磁化容易軸を基板面に対して４５度傾斜させた磁気記録媒体が理論的に提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。この磁気記録媒体は、記録層の磁化容易軸と記録磁界の方向とのなす角を選択することで、磁化を反転するために必要な記録磁界強度を低減し得るというものである。また、この磁気記録媒体を用いることにより、面内磁気記録方式および垂直磁気記録方式の両方式において高記録密度化を図れることが期待されている。さらに、この磁気記録媒体では、記録層の柱状の結晶粒子の磁化の傾斜方向をトラック長手方向あるいはトラック幅方向のいずれかに一様に配向することが要求される。また、この磁気記録媒体のＳ／Ｎ比は、１Ｔビット／平方インチの面記録密度において、従来の垂直磁気記録媒体よりも１２ｄＢ高くなることが予想されている。このＳ／Ｎ比の向上は記録層の異方性磁界を従来の垂直記録媒体よりもさらに増加可能なことによるものである。
【０００７】
さらに、少なくとも軟磁性裏打ち層と記録層を有し、記録層の磁化容易軸が磁気記録媒体の法線方向から傾いた方向をもった磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この磁気記録媒体は、記録された磁化の熱安定性を損なうことがなく、高い分解能とＳ／Ｎ比が期待される。かかる磁気記録媒体は、記録層の形成の際に、ターゲットと基板との間に入射粒子を制限するマスク板を設け、基板の法線方向から一方向に傾いた方向から飛来した粒子のみが堆積するようにして形成されるものである。
【非特許文献１】K.  Gao  and  H.  N.  Bertram,  IEEE  Trans.  Magn.  Vol.  38,  No.  6  (2002)  pp.  3675  -  pp.  3683
【特許文献１】特開２００４−２２７７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１の磁気記録媒体は理論的に提案されたものであり、記録層の磁化容易軸を基板面に対して４５度傾斜させた磁気記録媒体を具体的に実現する方法については記載されていない。
【０００９】
また、特許文献１の磁気記録媒体は成膜装置を改造する必要があり、製造コストの増加という問題がある。また、特許文献１の磁気記録媒体は、入射粒子の入射方向を制御することで、結晶成長方向が基板法線方向に対し斜めになるようにしている。磁化容易軸の方向は結晶成長方向になる。すなわち、入射方向により磁化容易軸の方向を制御しているので、磁化容易軸の方向の制御が困難であるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、新規で有用な磁気記録媒体およびその製造方法、並びに磁気記憶装置を提供することである。
【００１１】
より具体的な本発明の目的は、記録性能を確保し、記録層に記録された磁化の熱安定性およびＳ／Ｎ比を向上し、高記録密度化を図れる磁気記録媒体およびその製造方法、並びに磁気記憶装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によれば、基板上に少なくとも配向制御層および下地層が設けられ、前記下地層上に設けられ、ｈｃｐ（六方細密充填）結晶構造を有する記録層を備える磁気記録媒体であって、前記記録層は、下地層の表面にエピタキシャル成長してなり、当該記録層のｃ軸が基板面に対して傾斜してなることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００１３】
本発明によれば、配向制御層を設けることで、記録層の結晶粒子の各々のｃ軸を、基板面に対して傾斜させることができる。したがって、磁化容易軸であるｃ軸の方向の制御性が良好である。また、記録の際にｃ軸に沿って形成される磁化に対して記録磁界が斜め方向に印加されるので、磁化の反転に要する記録磁界強度を低減でき、記録し易さ、すなわち記録性能を向上できる。さらに、記録層の異方性磁界を増加できるので、記録された磁化の熱安定性を高めることができる。さらに、記録された磁化の熱安定性を向上しつつ記録層の結晶粒子の微細化が可能となり、その結果、磁気記録媒体のＳ／Ｎ比を向上できる。
【００１４】
本発明の他の観点によれば、基板と、前記基板上に設けられた配向制御層と、前記配向制御層上に設けられ、ＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層と、前記下地層上に設けられた記録層と、を備える磁気記録媒体であって、前記配向制御層は、窒素または酸素を含む非磁性材料からなり、前記記録層は、下地層の表面に、第１の磁性層、非磁性結合層、第２の磁性層が順次エピタキシャル成長して積層してなり、前記第１の磁性層と第２の磁性層とは交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第１の磁性層の磁化と第２の磁性層の磁化が互いに反平行であり、前記第１の磁性層および第２の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料からなり、各々のｃ軸が基板面に対して傾斜してなることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００１５】
本発明によれば、本発明の磁気記録媒体は、上記の発明の磁気記録媒体と同様の効果を有し、さらに、第１磁性層と第２磁性層の各々の磁化が反強磁性的に結合するので、記録された磁化の熱安定性をいっそう向上できる。また、本発明の磁気記録媒体は、熱安定性を向上しつつ結晶粒子の微細化をさらに進めることができるので、Ｓ／Ｎ比をいっそう向上できる。
【００１６】
本発明のその他の観点によれば、基板と、前記基板上に設けられた配向制御層と、前記配向制御層上に設けられ、ＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層と、前記下地層上に設けられた第３の磁性層と、前記第３の磁性層上に設けられた中間層と、前記中間層上に設けられた第４の磁性層と、を備え、前記第３の磁性層はｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に対して傾斜してなり、前記第４の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に垂直に配向してなる磁気記録媒体が提供される。
【００１７】
本発明によれば、磁気記録媒体は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料のｃ軸の配向方向が、基板面に対して傾斜した第３の磁性層と、基板面に対して略垂直な第４の磁性層とを備えることにより、第３の磁性層の異方性磁界よりもかなり小さい記録磁界強度により残留磁化を反転することができる。その結果、磁気記録媒体のオーバーライト特性やＮＬＴＳ特性等の記録性能が良好となり、Ｓ／Ｎ比を向上できる。
【００１８】
本発明のその他の観点によれば、基板と、前記基板上に設けられた第５の磁性層と、前記第５の磁性層上に設けられた配向制御層およびＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層を有する中間積層体と、前記中間積層体上に設けられた第６の磁性層と、を備え、前記第５の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に垂直に配向してなり、前記第６の磁性層はｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に対して傾斜してなる磁気記録媒体が提供される。
【００１９】
本発明によれば、磁気記録媒体は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料のｃ軸の配向方向が基板面に対して略垂直な第５の磁性層と、基板面に対して傾斜した第６の磁性層とを備えることにより、第６の磁性層の異方性磁界よりもかなり小さい記録磁界強度により残留磁化を反転することができる。その結果、磁気記録媒体のオーバーライト特性やＮＬＴＳ特性等の記録性能が良好となり、Ｓ／Ｎ比を向上できる。
【００２０】
前記基板と配向制御層との間に第１の軟磁性層をさらに備える構成としてもよい。垂直磁気記録方式の記録ヘッド、例えば単磁極ヘッドを用いる場合に、上記の各々の発明と同様の効果を奏する。
【００２１】
本発明のその他の観点によれば、基板上に不活性ガス中に窒素ガスまたは酸素ガスを含む雰囲気中で非磁性材料を堆積して配向制御層を形成する工程と、前記配向制御層上にＣｒまたはＣｒを主成分とする材料を堆積して下地層を形成する工程と、前記下地層上にｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を堆積して記録層をエピタキシャル成長させる工程とを含む磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００２２】
本発明によれば、非磁性材料を窒素ガスまたは酸素ガスを含む雰囲気中で堆積して配向制御層を形成し、下地層上にｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を堆積して記録層をエピタキシャル成長させることにより、記録層の結晶粒子の各々のｃ軸を、基板面に対して傾斜させることができる。
【００２３】
本発明のその他の観点によれば、請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体、あるいは請求項８または９記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、記録再生手段と、を備える磁気記憶装置が提供される。
【００２４】
本発明によれば、優れた熱安定性およびＳ／Ｎ比を有し、高記録密度化を図ることが可能な磁気記憶装置が実現される。
【００２５】
図１（Ａ）および（Ｂ）は本発明の原理を説明するための図である。図１（Ａ）は磁気記録媒体の要部の断面図、（Ｂ）は記録層の結晶粒子を模式的に示す平面図である。
【００２６】
図１（Ａ）を参照するに、本発明に係る磁気記録媒体１０の要部は、基板１１と、その基板１１上に、配向制御層１２、下地層１３、記録層１４が順次形成された構成からなる。配向制御層１２は、窒素または酸素を含む非磁性材料、例えば窒素を含むＣｒＴｉからなる。下地層１３は、ＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる（Ｃｒ含有量が５０ａｔ％よりも多い量に設定される。）。記録層１４はｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料（Ｃｏ含有量が５０ａｔ％よりも多い量に設定される。）からなり、多数の結晶粒子１４ａからなる多結晶体である。
【００２７】
本願発明者は、配向制御層１２を不活性ガスに窒素ガスまたは酸素ガスを添加した雰囲気中でＣｒＴｉ等をスパッタ法により堆積することで、下地層１３および記録層１４を特定の結晶配向が形成されることを見出したものである。すなわち、本願発明者は、記録層１４を構成するｈｃｐ結晶構造の強磁性材料からなる結晶粒子１４ａが、そのｃ軸１４ＣＡが基板１１の表面に平行な面（以下、「基板面」と称する。）に対して傾斜して形成されることを見出したものである。以下、本発明の原理を説明する。
【００２８】
記録層１４の結晶粒子１４ａのｃ軸１４ＣＡは磁化容易軸である。磁化容易軸は、結晶粒子１４ａの磁化方向に依存する磁気的エネルギーが最も安定になる方向である。すなわち、結晶粒子１４ａの磁化は、磁界が印加されない状態では、磁化容易軸つまりｃ軸１４ＣＡを向くようになる。
【００２９】
結晶粒子１４ａのｃ軸１４ＣＡは、図１（Ａ）に示すように、基板面に対して、所定の傾斜角θTLをなして形成されている。これは後述するように、配向制御層１２の作用により、下地層１３の結晶配向が特定の方向となり、記録層１４が下地層１３の表面にエピタキシャル成長して形成されたことによるものである。
【００３０】
図１（Ｂ）を参照するに、図１（Ａ）に示す記録層１４を上方から視ると、各々の結晶粒子１４ａのｃ軸はランダムな方向を向いている。すなわち、各々の結晶粒子１４ａのｃ軸１４ＣＡは、基板面に平行な成分（以下、本願明細書ではこの方向を「面内方向」と称する。）がランダム、すなわち等方的になっている。これは、次に説明する下地層１３と記録層１４との結晶整合によるものである。次に、本発明の原理となる下地層１３と記録層１４との結晶整合について詳述する。
【００３１】
図２（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の下地層と記録層との結晶整合の様子を説明するための図である。図２（Ａ）は下地層を構成するＣｒの結晶構造を示す図、（Ｂ）はＣｒの（１１０）結晶面の一部を示す図、（Ｃ）は記録層を構成するＣｏの結晶構造を示す図、（Ｄ）はＣｏの（１０−１１）結晶面の一部を示す図、（Ｅ）はＣｒの（１１０）結晶面とＣｏの（１０−１１）結晶面の整合の様子を示す図である。なお、明細書および特許請求の範囲では、
2006244684.tif 000003
結晶面の表記を（１０−１１）と記載する。
【００３２】
図２（Ａ）を参照するに、下地層のＣｒはｂｃｃ（体心立方）結晶構造を有する。ｂｃｃ結晶構造の座標軸として、互いに直交する矢印で示すａ1軸、ａ2軸、ａ3軸をとる。ａ1、ａ2、ａ3を各々、ａ1軸、ａ2軸、ａ3軸の単位ベクトルとすると、例えば、符号Ａ1で示すＣｒ原子の位置は、２×ａ1＋０×ａ2＋１×ａ3で表される。このＣｒ原子Ａ1の位置座標を単位ベクトルａ1〜ａ3の係数をこの順に配列して〔２，０，１〕と表すことにする。
【００３３】
ここで、（１１０）結晶面上の６つのＣｒ原子Ａ1〜Ａ6からなる格子を取り出す。６つのＣｒ原子Ａ1〜Ａ6の位置座標は各々、Ａ1が〔２，０，１〕、Ａ2が〔３／２，１／２，３／２〕、Ａ3が〔１，１，１〕、Ａ4が〔１／２，３／２，１／２〕、Ａ5が〔１，１，０〕、Ａ6が〔３／２，１／２，１／２〕である。
【００３４】
図２（Ｂ）を参照するに、６つのＣｒ原子Ａ1〜Ａ6からなる格子は、Ｃｒ単体の場合、Ａ1およびＡ2からなる辺とＡ4およびＡ5からなる辺との距離ＬＡ1は０．４７２ｎｍ、Ａ4とＡ5との距離（Ａ1とＡ2との距離）ＬＡ2は０．２５０ｎｍ、Ａ1およびＡ2からなる辺と、Ａ2、Ａ3およびＡ4からなる辺とのなす角θAは１０９度である。
【００３５】
一方、図２（Ｃ）を参照するに、Ｃｏはｈｃｐ結晶構造を有する。ｈｃｐ結晶構造の座標軸として、ｃ面内で互いに１２０度をなすａ1軸、ａ2軸、ａ3軸と、これらに直交するｃ軸をとる。ａ1、ａ2、ａ3、ｃを各々ａ1軸、ａ2軸、ａ3軸、ｃ軸の単位ベクトルとすると、例えば、符号Ｂ1で示すＣｏ原子の位置は、１×ａ1＋０×ａ2＋１×ａ3＋１×ｃで示される。このＣｏ原子Ｂ1の位置座標を単位ベクトルａ1〜ａ3およびｃの係数をこの順に配列して〔１，０，１，１〕と表すことにする。
【００３６】
ここで、（１０−１１）結晶面上の６つのＣｏ原子Ｂ1〜Ｂ6からなる格子を取り出す。６つのＣｒ原子Ｂ1〜Ｂ6の位置座標は各々、Ｂ1が〔１，０，１，１〕、Ｂ2が〔１，０，０，０〕、Ｂ3が〔１，１，０，０〕、Ｂ4が〔０，１，０，１〕、Ｂ5が〔０，０，０，１〕、Ｂ6が〔２／３，１／３，０，１／２〕である。
【００３７】
図２（Ｄ）を参照するに、６つのＣｏ原子Ｂ1〜Ｂ6からなる格子は、純Ｃｏの場合、Ｂ2およびＢ3からなる辺と、Ｂ4、Ｂ5およびＢ1からなる辺との距離ＬＢ1は０．４６１ｎｍ、Ｂ1とＢ5との距離（Ｂ2とＢ3との距離）ＬＢ2は０．２５０ｎｍ、Ｂ2およびＢ3からなる辺と、Ｂ2およびＢ1からなる辺とのなす角θBは１０５度である。
【００３８】
図２（Ｅ）を参照するに、６つのＣｒ原子Ａ1〜Ａ6からなる格子と、６つのＣｏ原子Ｂ1〜Ｂ6からなる格子は、図２（Ｂ）または（Ｄ）で示した、距離ＬＡ1と距離ＬＢ1、距離ＬＡ2と距離ＬＢ2、θAとθBは、略一致している。この格子同士の整合により、６つのＣｒ原子Ａ1〜Ａ6からなる格子上に６つのＣｏ原子Ｂ1〜Ｂ6からなる格子が重なるように下地層上に記録層がエピタキシャル成長するものと推察される。そして、図２（Ｃ）に示す（１０−１１）結晶面とｃ軸とのなす角は２８度であり、（１０−１１）結晶面が基板面に平行になるので、ｃ軸は基板面に対して略２８度になるように形成される。このように、本発明に係る磁気記録媒体は記録層のｃ軸が基板面に対して傾斜した、いわゆる斜め配向磁気記録媒体である。
【００３９】
なお、Ｃｒの（１１０）結晶面上には、Ｃｏの（０００２）結晶面等が計算上は格子整合する。しかし、本願発明者によるＸ線回折法等の構造解析においては、本発明の構成による記録層には（０００２）結晶面の形成が認められなかった。
【００４０】
図３（Ａ）および（Ｂ）は本発明の効果を説明するための図である。図３（Ａ）は、磁化容易軸ＥＡと記録磁界Ｈの方向との関係を示す図である。図３（Ｂ）の縦軸は、磁化の回転に必要な記録磁界強度Ｈ0を異方性磁界Ｈkで規格化したものである。異方性磁界Ｈkは、磁化の方向が磁化容易軸方向に平行である場合に、磁化の方向と反対方向に記録磁界を印加して、磁化を反転させるために必要な磁界強度である。図３（Ｂ）の横軸は、図３（Ａ）で示す角度θである。図３（Ｂ）に示す関係は、いわゆるストーナー・ウォルファースモデルによるものである。
【００４１】
図３（Ａ）を参照するに、記録層のｃ軸すなわち磁化容易軸ＥＡと、記録の際に印加される記録磁界Ｈの方向とのなす角をθとする。
【００４２】
図３（Ｂ）を参照するに、角θが０度および９０度に近い場合は、Ｈ0／Ｈｋは１に近い値となり、θが４５度の場合が最小となる。すなわち、磁化を反転するために必要な記録磁界強度Ｈ0は、θが０度および９０度に近い場合は異方性磁界と同程度の大きさになり、θが４５度において最小となる。
【００４３】
例えば、面内記録媒体の場合は、磁化容易軸ＥＡは基板面に平行であり、記録磁界Ｈの方向も基板面に平行であるのでθは０度となり、Ｈ0／Ｈｋは１となる。また、垂直磁気記録媒体の場合は、磁化容易軸ＥＡは基板面に対して垂直方向であり、記録磁界Ｈの方向も基板面に対して垂直方向であるので、磁化容易軸ＥＡと記録磁界Ｈの方向とは平行となる。したがってθは０度となり、Ｈ0／Ｈｋは１となる。このように、従来の面内記録媒体および垂直磁気記録媒体の場合は、磁化を反転させるために異方性磁界と略同程度の記録磁界強度Ｈ0が必要となる。
【００４４】
一方、本発明の磁気記録媒体では、上述したように、理想的に配向した場合は、磁化容易軸が基板面に対して２８度傾斜しているので、Ｈ0／Ｈｋは０．５４程度となる。このことは、磁化を反転するために必要な記録磁界強度Ｈ0が異方性磁界Ｈkの略半分でよいことを意味する。したがって、本発明の磁気記録媒体は、記録不良の問題が生じ難くなるため、異方性磁界のより大きな材料を用いることができる。その結果、本発明の磁気記録媒体は記録された磁化の熱安定性を向上できる。さらに記録された磁化の熱安定性が向上されるため、記録層の結晶粒子をさらに微細化することができる。よって、媒体ノイズを低減でき、Ｓ／Ｎ比を向上できる。
【００４５】
また、本発明の磁気記録媒体を記録する記録ヘッドの要求特性として、記録磁界強度Ｈ0を下げることができるため、記録ヘッドの設計が容易になるという効果がある。
【００４６】
したがって、従来の磁気記録媒体では同時に解決ができなかった、記録性能すなわち記録し易さを確保し、記録層に記録された磁化の熱安定性およびＳ／Ｎ比を向上し、高記録密度化を図れるの確保、記録された磁化の熱安定性の向上、およびＳ／Ｎ比の向上を、本発明の磁気記録媒体では同時に実現することができるものである。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、記録性能を確保し、記録層に記録された磁化の熱安定性およびＳ／Ｎ比を向上し、高記録密度化を図れる磁気記録媒体およびその製造方法、並びに磁気記憶装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。
【００４９】
（第１の実施の形態）
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。図４中、結晶粒子のｃ軸２４ＣＡを模式的に１つの矢印で示している。これは本願の他の図面においても同様である。
【００５０】
図４を参照するに、本実施の形態に係る磁気記録媒体２０は、基板２１と、その基板２１上に、配向制御層２２、下地層２３、記録層２４、保護膜２８、および潤滑層２９が順次形成された構成からなる。
【００５１】
基板２１は、その材料に特に制限はないが、例えば、ガラス基板、ＮｉＰめっきアルミ合金基板、セラミック基板、プラスチック基板、シリコン基板等を用いることができる。基板２１は、ディスク状でもよくテープ状でもよい。基板２１がテープ状である場合は、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド等のプラスチックフィルムを用いることできる。
【００５２】
配向制御層２２は、厚さが例えば１ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲に設定され、窒素あるいは酸素を含む非磁性材料からなる。配向制御層２２に含まれる窒素や酸素は、配向制御層を堆積する際に雰囲気から取り込まれるものでもよく、予め、スパッタターゲットに含まれているものでもよい。
【００５３】
配向制御層２２に好適な非磁性材料としては、ＮｉＰ、ＡｌＶ、ＡｌＴｉ、ＣｏＷ、ＣｒＴｉの非晶質金属で窒素または酸素を含む材料が挙げられる。
【００５４】
さらに、配向制御層２２に好適な非磁性材料としては、ＲｕＡｌ、ＮｉＡｌ、ＦｅＡｌ等のＢ２構造を有する結晶質金属や、Ｃｒ、ＣｒＮｂ、ＣｒＷ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶ等のｂｃｃ構造を有する結晶質金属で窒素または酸素を含む材料が挙げられる。またさらに、配向制御層２２に好適な非磁性材料としては、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、これらの元素の合金でｆｃｃ構造を有する材料で窒素または酸素を含む材料が挙げられる。
【００５５】
配向制御層２２は、真空蒸着法やスパッタ法により、不活性ガスと窒素ガスあるいは酸素ガスを含む雰囲気ガス中で上述した非晶質金属や、結晶質金属、ｆｃｃ構造を有する材料を成膜することにより得られる。詳しくは後ほど説明する。
【００５６】
下地層２３は、厚さが例えば１ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲に設定され、ＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる。Ｃｒ系合金は、ｂｃｃ結晶構造を有するＣｒ−Ｘ1合金から構成される。添加元素Ｘ1は、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖおよびこれらの合金から選択される。下地層２３は、厚さが例えば１ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲に設定され、５〜３０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。なお、Ｃｒを主成分とするＣｒ系合金は、Ｃｒの含有量が５０ａｔ％よりも多い含有量に設定される。
【００５７】
また、下地層２３は、多数の結晶粒子からなる多結晶体である。結晶粒子は配向制御層２２の作用により、（１１０）結晶面が基板面と垂直方向に成長する。その結果、下地層２３の表面には（１１０）結晶面が現れ、記録層２４の（１０−１１）結晶面が整合し、記録層２４にはｃ軸２４ＣＡが傾斜した結晶粒子２４ａが形成される。
【００５８】
下地層２３は、添加元素Ｘ1の種類および含有量を適宜選択することで下地層２３の格子定数を制御できる。これにより、下地層２３の（１１０）結晶面と記録層２４の（１０−１１）結晶面との格子整合性を高めることができる。なお、下地層２３は、上記したＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金にさらに、窒素または酸素を含んでもよい。
【００５９】
記録層２４は、厚さが例えば５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に設定され、Ｃｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料からなる。記録層２４は、例えば、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ系合金から選択される。ＣｏＣｒＰｔ系合金としてはＣｏＣｒＰｔ−Ｍが挙げられ、添加元素Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの合金から選択される。ＣｏＣｒＰｔ−Ｍは、結晶粒子２４ａの粒径の制御が可能な点で好ましい。記録層２４は、異方性磁界が大きい点でＣｏＣｒＰｔおよびＣｏＣｒＰｔ系合金からなることが好ましい。Ｃｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料は、Ｃｏの含有量が５０ａｔ％よりも多い含有量に設定される。
【００６０】
保護膜２８は、例えば厚さが０．５ｎｍ〜１０ｎｍ範囲に設定され、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化カーボン等からなる。
【００６１】
磁気記録媒体２０は、配向制御層２２の作用により下地層２３が（１１０）結晶面を基板面に平行となって成長する。さらに、記録層２４は下地層２３の表面にエピタキシャル成長することで、記録層２４の結晶格子のｃ軸２４ＣＡが基板面に対して傾斜して形成される。
【００６２】
記録層２４は、上記の材料からなる結晶粒子２４ａの多結晶体である。結晶粒子２４ａは、下地層２３の表面にエピタキシャル成長し、基板面に対して略垂直方向に延在して形成される。すなわち、配向制御層２３の作用により下地層２３の表面に（１１０）結晶面が現れる。この上に記録層２４の結晶粒子２４ａは（１０−１１）結晶面が格子整合して成長する。したがって、結晶粒子２４ａの（１０−１１）結晶面が基板面に平行となる。結晶粒子２４ａのｃ軸２４ＣＡは（１０−１１）結晶面に対して、約２８度傾斜している。したがって、結晶粒子２４ａのｃ軸２４ＣＡは基板面に対して約２８度傾斜した状態となる。総ての結晶粒子２４ａがこのような状態になると、ｃ軸方向の分布を考慮して、ｃ軸は基板面に対して２８度±２度の範囲になると予想される。
【００６３】
ただし、記録層２４の結晶粒子２４ａは、各結晶粒子毎の格子定数や結晶面の方向がある程度分布し、また配向制御層２２の作用の程度に応じて、ｃ軸２４ＣＡはその方向の分布を有する。結晶粒子２４ａのｃ軸は基板面に対して０度よりも大きく３０度以下の範囲になる。記録層２４の結晶粒子２４ａは、ｃ軸２４ＣＡが基板面に対して２５度以上でかつ３０度以下の範囲であることが記録磁界強度を低減できる点で好ましい。このような範囲は、実施例において説明するが、配向制御層を形成する際の窒素ガス濃度あるいは酸素ガス濃度を１０体積％以上にすることで得られる。なお、結晶粒子２４ａのｃ軸はＸ線回折法により測定可能である。
【００６４】
図５は、本実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。図５は磁気記録媒体の記録方向に沿った断面図である。
【００６５】
図５を図４と共に参照するに、記録動作が行われると、記録層２４には面内磁気記録方式の記録ヘッド（不図示）により面内方向で向きが交互に反転した記録磁界が印加され、複数の磁化領域２４ｍｄが形成される。磁化領域２４ｍｄは複数の結晶粒子２４ａからなる。磁化領域２４ｍｄには、矢印方向の残留磁化２４ＭＧが形成される。その際、方向が斜め右上方と斜め左上方の残留磁化２４ＭＧが交互に形成されると推察される。残留磁化２４ＭＧは基板面（図５に示す下地層２３の表面と平行な面）に対して例えば２８度の方向を有する。なお、残留磁化２４ＭＧは結晶粒子２４ａの各々に形成された残留磁化の集合である。
【００６６】
このような残留磁化２４ＭＧを有する記録層２４に、新たに情報を記録する場合は、記録磁界が面内方向に略沿って印加されるので、記録磁界の方向と残留磁化２４ＭＧの方向は例えば２８度の角度をなし、図３（Ｂ）で説明したように、記録層２４の異方性磁界よりもかなり小さな記録磁界強度で残留磁化２４ＭＧを反転できる。
【００６７】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体２０は、配向制御層２２を設けることで記録層２４の結晶粒子２４ａの各々のｃ軸を、基板面に対して傾斜させることができる。したがって、記録の際に要する記録磁界強度を低減できる。したがって、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体は、記録層２４の異方性磁界を増加できるので、記録層２４の記録された磁化の熱安定性を高めることができる。さらに、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体は、記録された磁化の熱安定性を向上しつつ記録層２４の結晶粒子２４ａの微細化が可能となり、その結果、磁気記録媒体２４のＳ／Ｎ比を向上できる。
【００６８】
なお、図示は省略するが、図４において下地層２３と記録層２４との間に中間層を設けてもよい。中間層は、例えば厚さが１ｎｍ〜５ｎｍの範囲に設定され、ＣｏＣｒ合金に元素あるいは合金Ｍ１を添加したｈｃｐ構造を有する非磁性合金から構成される。なお、中間層は係る材料および構造を有し、飽和磁化が５０Ｇ以下の磁性材料から構成されてもよい。中間層は、例えばＣｏＣｒ合金に元素あるいは合金Ｘ2を添加したｈｃｐ構造を有する非磁性合金から構成され、厚さが１ｎｍ〜５ｎｍの範囲に設定される。ここでＸ2は、Ｐｔ、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの合金から選択される。中間層は、その（１０−１１）結晶面が下地層２３の（１１０）結晶面と整合してエピタキシャル成長し、その上に記録層２４の（１０−１１）結晶面と整合する。中間層を設けることで、下地層２３と記録層２４との格子整合性を高め、記録層２４の結晶性を向上する。
【００６９】
次に本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法を図４を参照しつつ説明する。
【００７０】
まず、表面が清浄な基板２１をスパッタ装置、例えばＤＣマグネトロンスパッタに載置し、例えば約１８０℃に基板を加熱する。ＤＣマグネトロンスパッタのチャンバー内は予め真空度１×１０-5Ｐａ以下に排気後、Ａｒ等の不活性ガスやプロセスガスを供給することが好ましい。
【００７１】
次いで、窒素ガスまたは酸素ガスを含む雰囲気中で配向制御層２２を形成する。具体的には、チャンバー内に窒素ガスまたは酸素ガスとＡｒガスを供給する。窒素ガスまたは酸素ガス濃度は、２体積％〜４０体積％（好ましくは５体積％〜４０体積％）に設定する。この窒素ガスまたは酸素ガス濃度は、後述する実施例から得られた範囲である。さらに窒素ガスまたは酸素ガス濃度は４０体積％よりも高くかつプラズマが安定して形成される濃度の範囲に設定してもよい。また、チャンバー内の圧力を例えば０．６６５Ｐａ〜３．９９Ｐａの範囲に設定する。また、ターゲット材料は、上述した配向制御層２２の非磁性材料でかつ窒素および酸素を含まない材料とする。これらの条件で成膜を行い、基板２１上に配向制御層２２を形成する。なお、この際、基板温度は、２５℃〜２５０℃の範囲に設定することが好ましい。
【００７２】
なお、非磁性材料は、窒素または酸素を含む非磁性材料のターゲットを用いて、窒素や酸素を含まない不活性ガス雰囲気で形成してもよく、窒素や酸素を含む不活性ガス雰囲気形成してもよい。
【００７３】
次いで、配向制御層２２上に下地層２３を形成する。下地層２３は、不活性ガス雰囲気中で上述したＣｒまたはＣｒ系合金を用いて堆積する。なお、窒素ガスまたは酸素ガス雰囲気中で成膜してもよい。
【００７４】
次いで、下地層２３上に記録層２４を形成する。記録層２４は不活性ガス雰囲気中で、上述したＣｏを主成分とする強磁性材料のターゲットを用いて堆積する。
【００７５】
次いで、記録層２４上にスパッタ法、ＣＶＤ法、ＦＣＡ法等を用いて保護膜２８を形成する。さらに、保護膜２８上に潤滑層２９を形成する。具体的には、浸漬法、スピンコート法等を用いて希釈した潤滑剤溶液を保護膜上に塗布して潤滑層２９を形成する。以上により本実施の形態に係る磁気記録媒体２０が形成される。
【００７６】
本実施の形態に係る製造方法によれば、非磁性材料を窒素ガスまたは酸素ガスを含む雰囲気中で堆積して配向制御層２２を形成し、さらにＣｒまたはＣｒを主成分とする材料を堆積して下地層２３を形成し、その上にｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を堆積する。配向制御層２２の作用により、記録層２４の結晶粒子２４ａのｃ軸２４ＣＡを基板面に対して傾斜させて形成することができる。
【００７７】
［実施例１〜実施例９、比較例］
次に本実施の形態に係る実施例を説明する。実施例１〜実施例９は、配向制御層を堆積する際の雰囲気の窒素ガス濃度を異ならせたものである。実施例の磁気ディスクの構成は以下の通りである。なお実施例の説明において、窒素ガス濃度の単位である体積％を説明の便宜上、単に％で表す。
【００７８】
基板：ガラス基板（直径６５ｍｍ）
配向制御層：窒素を含むＣｒＴｉ膜（２０ｎｍ）
下地層：Ｃｒ膜（１００ｎｍ）
記録層：ＣｏＣｒＰｔ膜（２０ｎｍ）
保護膜：カーボン膜（４．５ｎｍ）
潤滑層：パーフルオロポリーテル（１．５ｎｍ）
なお、上記のかっこ内の数値は膜厚を表している。
【００７９】
上記の各層は以下の条件で成膜を行った。まず、配向制御層を形成する前にヒータを用いて真空中でガラス基板を１７０℃に加熱した。次いで、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて窒素ガスとＡｒガスを含む雰囲気（圧力０．６７Ｐａ）でＣｒＴｉ膜を形成した。雰囲気中の窒素ガス濃度を２％〜４０％（後述する図６に示す。）の範囲で異ならせた。また、比較のために、窒素ガス濃度が０％の磁気ディスクも作製した（比較例）。次いで、配向制御層の上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いてＡｒガス雰囲気中（圧力０．６７Ｐａ）でＣｒ膜、ＣｏＣｒＰｔ膜、カーボン膜を順次形成した。次いで、カーボン膜上に浸漬法を用いてパーフルオロポリーテルの潤滑層を形成した。
【００８０】
図６は、第１の実施の形態の実施例および比較例の磁気記録媒体の特性を示す図である。実施例１〜９および本発明によらない比較例は、配向制御層を堆積する際の雰囲気の窒素ガス濃度を異ならせた以外は、同様の条件で作製したものである。
【００８１】
図６を参照するに、Ｃｏ（１０−１１）の回折線強度比は、実施例９で得られたＣｏ（１０−１１）の回折線のピーク強度を基準（１００％）として、各々実施例および比較例のＣｏ（１０−１１）の回折線のピーク強度を百分率で表したものである。回折線強度比が大きい程、Ｃｏ（１０−１１）に配向した結晶粒子の割合が高くなることを示している。回折線強度比は、比較例に対して、窒素ガス濃度が２％の実施例１は増加している。さらに、回折線強度比は窒素ガス濃度が増すにしたがって増加しており、窒素ガス濃度が１２％（実施例５）以上で略飽和している。なお、窒素ガス濃度が２％（実施例１）以上では、Ｃｏ（１０−１１）の回折線以外のＣｏに由来する回折線は認められなかった。
【００８２】
したがって、この回折線強度比によれば、実施例１〜９に係る磁気ディスクは、窒素ガス濃度が２％以上で記録層の（１０−１１）面の配向が生じており、窒素ガス濃度が１２％以上で記録層の結晶粒子の略総てが（１０−１１）面の配向を有することが確認できた。
【００８３】
また、面内方向の保磁力Ｈc1は、比較例に対して窒素ガス濃度が増すにしたがって減少している。一方、垂直方向の保磁力Ｈc2は、比較例に対して窒素ガス濃度が低い実施例２および実施例３では増加しているが、窒素ガス濃度が１２％以上では比較例に対して低下し、略一定になっている。
【００８４】
垂直方向の保磁力Ｈc2に対する面内方向の保磁力Ｈc1の比Ｈc1／Ｈc2（保磁力比）は、比較例の０．２９に対して、窒素ガス濃度が２％（実施例１）では増加しており、窒素ガス濃度が２％〜４０％では、保磁力比が０．３１〜０．４１の範囲を示している。比較例の場合は、記録層のｃ軸の基板面に対する角度がほぼ０度である。したがって、この保磁力比の特性によれば、実施例１〜９に係る磁気ディスクは、窒素ガス濃度が２％以上で、比較例よりも記録層のｃ軸の基板面に対する角度が増加していることが分かる。
【００８５】
面内方向の角型比（＝残留磁化／飽和磁化）は、比較例に対して、窒素ガス濃度が８％以上で顕著に低下している。面内方向の角型比は、低いほどｃ軸が基板面に対して傾斜していることを示すので、窒素ガス濃度８％以上（特に１２％以上）でｃ軸が基板面に対して傾斜していることが分かる。
【００８６】
線記録密度が９０ｋｆｃｉでの平均出力については、比較例に対して窒素ガス濃度が５％以上で増加している。また、線記録密度が７００ｋｆｃｉでの平均出力については、比較例に対して窒素ガス濃度が１２％以上で増加している。
【００８７】
Ｓ／Ｎ比については、比較例に対して、窒素ガス濃度が２％以上で良好であり、特に窒素ガス濃度が５％（実施例２）以上で大幅に増加している。なお、Ｓ／Ｎ比は、３３０ｋｆｃｉでの平均出力と媒体ノイズとの比である。
【００８８】
オーバーライト特性については、比較例に対して、窒素ガス濃度が２％以上で良好であり、特に窒素ガス濃度が５％（実施例２）以上で大幅に増加している。
【００８９】
実施例１〜９によれば、比較例に対して、窒素ガス濃度が２％以上で記録層のｃ軸の方向の変化が生じ、Ｓ／Ｎ比、オーバーライト特性が良好となっていることが分かる。さらに、総じて窒素ガス濃度が５％〜４０％で、Ｓ／Ｎ比およびオーバーライトが、比較例に対して顕著に向上していることが確認できた。この窒素ガス濃度の範囲では、Ｃｏ（１０−１１）の回折線強度比や保磁力比により、比較例に対して、構造的・磁気的に記録層のｃ軸が基板面に対して傾斜していることが確認できた。
【００９０】
なお、上記の各特性の測定は以下のようにして行った。Ｃｏ（１０−１１）の回折線強度比はＸ線ディフラクトメータ法（θ−２θスキャン、Ｘ線源：Ｃｕ）を用いた。面内方向の保磁力Ｈc1および垂直方向の保磁力Ｈc2は、カー効果測定装置を用いて、最大印加磁界強度を１２ｋＯｅに設定し、印加磁界を基板面に平行（面内方向）または垂直方向に掃引してから求めた。面内方向の角型比は、ＳＱＵＩＤ磁力計を用いて、最大印加磁界強度を３０ｋＯｅに設定し、印加磁界を基板面に平行（面内方向）に掃引して測定した。平均出力、Ｓ／Ｎ比、およびオーバーライトは、市販のスピンスタンドを用い、面内磁気記録方式の誘導型記録素子とＧＭＲ素子からなる複合ヘッドを用いた。
【００９１】
なお、上記実施例では窒素ガス濃度を４０％以下に設定したが、図６に示す特性から４０％を超える窒素ガス濃度で作製した磁気ディスクも良好な特性を有することが容易に期待される。
【００９２】
［実施例１０］
実施例１０の磁気ディスクは、ＣｏＣｒＰｔ膜の組成を実施例６のＣｏＣｒＰｔ膜よりもＰｔ含有量が多い組成とし、その厚さを１７ｎｍとした以外は、上述した実施例６と同様にして形成したものである。実施例１０の磁気ディスクについて、上記の実施例１〜９と同様にして各特性について調べた。
【００９３】
図７は、実施例１０のＸ線回折パターンを示す図である。図７を参照するに、実施例１０に係る磁気ディスクは、θ−２θスキャンによるＸ線回折パターンにはＣｏ（１０−１１）結晶面とＣｒ（１１０）結晶面による回折線のみが観察される。このことから、上記本発明の原理において説明したように、Ｃｒ膜の（１１０）結晶面上にＣｏＣｒＰｔ膜の（１０−１１）結晶面が成長していることが分かる。したがって、ＣｏＣｒＰｔ膜のｃ軸は基板面に対して傾斜角が略２８度で傾斜して形成されていることが分かる。
【００９４】
図８は、実施例１０の磁化曲線およびカー回転角と印加磁界との関係を示す図である。図８を参照するに、実施例１０は、ＳＱＵＩＤ磁力計により測定した面内方向の保磁力Ｈc1が３３６０Ｏｅ、カー効果測定装置により測定した垂直方向の保磁力Ｈc2が２１２０Ｏｅである。この測定からも、ＣｏＣｒＰｔ膜のｃ軸が基板面から傾斜していることが分かる。
【００９５】
図９は、実施例１０の保磁力と印加磁界角度との関係を示す図である。図９は、横軸は基板面と印加磁界方向とのなす角（印加磁界角）θ、縦軸は、印加磁界を印加磁界角θに設定して得られた磁化曲線より求めた保磁力である。なお、磁化曲線の測定は振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いた。
【００９６】
図９を参照するに、保磁力は略２０度付近で最大となる。このことから、ＣｏＣｒＰｔ膜のｃ軸が基板面に対して略２０度をなしていることが分かる。
【００９７】
実施例１０によれば、酸素ガス濃度を含む雰囲気でＣｒＴｉを堆積して配向制御層を形成することにより、ＣｏＣｒＰｔ膜の記録層のｃ軸を基板面に対して斜め方向に形成することができることが確認できた。
【００９８】
［実施例１１］
実施例１１は、酸素ガスを含む雰囲気中で配向制御層を形成した磁気ディスクの例である。以下に実施例１１に係る磁気ディスクの構成を示す。
【００９９】
基板：ガラス基板（直径６５ｍｍ）
配向制御層：酸素を含むＣｒＴｉ膜（２０ｎｍ）
下地層：ＣｒＭｏ膜（８０ｎｍ）
中間層：ＣｏＣｒＴａ膜（１ｎｍ）
記録層：ＣｏＣｒＰｔ膜（２０ｎｍ）
保護膜：カーボン膜（４．５ｎｍ）
潤滑層：パーフルオロポリーテル（１．５ｎｍ）
なお、上記のかっこ内の数値は膜厚を表している。
【０１００】
配向制御層および中間層以外は上記実施例１〜実施例９と同様の条件で形成した。配向制御層は、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて酸素ガスとＡｒガスを含む雰囲気（圧力０．６７Ｐａ）でＣｒＴｉを堆積して形成した。この際、雰囲気中の酸素ガス濃度を１０％に設定した。また、中間層については、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いてＡｒガス雰囲気中（圧力０．６７Ｐａ）でＣｏＣｒＴａ膜を形成した。
【０１０１】
このようにして作製した実施例１１に係る磁気ディスクについて、Ｘ線ディフラクトメータ法（θ−２θスキャン）を用いてＸ線回折パターンを調べた。その結果、Ｃｏ（１０−１１）結晶面とＣｒ（１１０）結晶面による回折線のみが観察された。このことから、酸素ガスを含む雰囲気でＣｒＴｉを堆積することにより、ＣｏＣｒＰｔ膜のｃ軸が基板面から傾斜して形成されることが分かる。
【０１０２】
また、実施例１１に係る磁気ディスクについて、カー回転角と印加磁界との関係を調べた。その結果、面内方向の保磁力Ｈc1は１０２０Ｏｅ、垂直方向の保磁力Ｈc2は２３８０Ｏｅであり、保磁力比Ｈc2／Ｈc1は０．４３であった。この結果からもＣｏＣｒＰｔ膜のｃ軸が基板面から傾斜して形成されることが分かる。
【０１０３】
実施例１１によれば、酸素ガス濃度を含む雰囲気でＣｒＴｉを堆積して配向制御層を形成することにより、ＣｏＣｒＰｔ膜の記録層のｃ軸を基板面に対して斜め方向に形成することができる。
【０１０４】
（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。第２の実施の形態に係る磁気記録媒体は、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の変形例である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１０５】
図１０を参照するに、本実施の形態に係る磁気記録媒体３０は、基板３１と、その基板３１上に、配向制御層２２、下地層２３、記録層３４、保護膜２８、および潤滑層２９が順次形成された構成からなり、基板３１の表面に所定の方向に沿って延在するテクスチャ３１ａが形成されている。磁気記録媒体３０はテクスチャ３１ａが形成されている以外は、図４に示す磁気記録媒体２０と同様に構成されている。また、記録層３４は、図４に示す記録層２４と同様に構成される。
【０１０６】
基板３１は、図４に示す基板２１と同様の材料からなり、その表面にテクスチャ３１ａが形成されている。テクスチャ３１ａは、所定の方向、例えば磁気ヘッドによる記録方向に沿って延在する凹部または凸部あるいはその両方からなる。磁気記録媒体３０が円板状すなわち磁気ディスクの場合は、テクスチャ３１ａは例えば円周方向に沿って設けられる。
【０１０７】
テクスチャ３１ａの例としては、機械的テクスチャが挙げられる。機械的テクスチャは、微粒子の研磨剤を含んだスラリーを用いて、基板３１の表面に研磨剤により多数の研磨痕を形成したものである。
【０１０８】
このようにテクスチャ３１ａを設けることで、記録層３４の結晶粒子のｃ軸の傾斜角θTLを変化させずにｃ軸の面内方向を所定の方向に配向せしめることが期待される。例えば、所定の方向は、テクスチャ３１ａの延在する方向と平行あるいは直交する方向である。磁気記録媒体が円板状の場合は、所定の方向は、周方向あるいは径方向である。このように、ｃ軸３４ＣＡの面内方向を特定の方向に配向させることで、例えば再生出力の向上等が可能となる。
【０１０９】
以上説明したように、第２の実施の形態に係る磁気記録媒体３０は、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体と同様の効果を有する。さらに、第２の実施の形態に係る磁気記録媒体３０は、基板３１の表面にテクスチャ３１ａを形成することで、記録層３４のｃ軸３４ＣＡの基板面に対する傾斜角θTLを変えずに、ｃ軸３４の面内方向を特定の方向に配向せしめることが期待される。
【０１１０】
なお、図示は省略するが、基板３１と配向制御層２２との間に非晶質のＮｉＰ膜等のシード層を設け、基板３１の表面の代わりにシード層の表面にテクスチャを設けてもよい。
【０１１１】
［実施例１２］
本実施の形態の実施例１２に係る磁気記録ディスクは、ガラス基板の表面に機械的テクスチャを設けた以外は上述した実施例６と同様にして作製した。機械的テクスチャは、円周方向に沿って形成した。機械的テクスチャを形成した基板表面の平均表面粗さは、原子間力顕微鏡による測定値が０．５ｎｍであった。
【０１１２】
図１１は、第２の実施の形態の実施例１２に係る磁気記録媒体のカー回転角と印加磁界との関係を示す図である。図１１に示す２本のヒステリシス曲線は、一方が径方向に印加磁界を印加して測定したものであり、他方が周方向に印加磁界を印加して測定したものである。
【０１１３】
図１１を参照するに、径方向のヒステリシス曲線の方が、周方向のヒステリシス曲線よりも、保磁力が大きくなっている。径方向の保磁力と周方向の保磁力の比｛＝（径方向の保磁力）／（周方向の保磁力）｝が１．２８程度になっている。このことから、記録層のｃ軸の面内方向が周方向よりも径方向に配向していることが推察される。したがって、実施例１２によれば、基板の表面に形成した機械的テクスチャにより、記録層のｃ軸の面内方向の配向を制御可能なことが期待される。
【０１１４】
（第３の実施の形態）
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１１５】
図１２を参照するに、本実施の形態に係る磁気記録媒体４０は、基板２１と、その基板２１上に、配向制御層２２、下地層２３、記録層４４、保護膜２８、および潤滑層２９が順次形成された構成からなり、記録層４４は、下地層２３側から、第１磁性層４５、非磁性結合層４６、第２磁性層４７が順次積層されてなる。第１磁性層４５と第２磁性層４７とは非磁性結合層４６を介して反強磁性的に交換結合された交換結合構造を有し、第１磁性層４５の磁化と第２磁性層４７の磁化は、外部磁界が印加されない状態で互いに反平行方向に向いている。磁気記録媒体４０は、図４に示す磁気記録媒体２０と記録層の構成が異なる以外は同様に構成されている。
【０１１６】
第１磁性層４５は、厚さが０．５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定され、Ｃｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料からなる。第１磁性層４５は、図４に示す磁気記録媒体２０の記録層２４と同様の材料から構成される。
【０１１７】
非磁性結合層４６は、例えばＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、Ｉｒ系合金等のいずれから構成される。非磁性結合層４６は、第１磁性層４５および第２磁性層４７がＣｏＣｒＰｔ系合金からなる場合は、格子整合性が良好な点で、ＲｕあるいはＲｕ系合金からなることが好ましい。Ｒｕ系合金としてはＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうちいずれか一つ、またはこれらの合金とＲｕとの合金が好ましい。
【０１１８】
また、非磁性結合層４６の厚さは０．４ｎｍ〜１．５ｎｍ（好ましくは０．６ｎｍ〜０．９ｎｍ）の範囲に設定される。このように設定することで、非磁性結合層４６を介して第１強磁性層４５の磁化と第２磁性層４７の磁化とが反強磁性的に交換結合する。
【０１１９】
第２磁性層４７は、厚さが５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲に設定され、第１磁性層４５と同様の材料から選択されてなる。また、第１磁性層４５、第２磁性層４７の各々の残留磁化をＭｒ1、Ｍｒ2、厚さをｔ1、ｔ2と表すと、Ｍｒ1×ｔ1＜Ｍｒ2×ｔ2に設定することが好ましい。第２磁性層４７の磁化が、第１磁性層４５と第２磁性層４７との正味の磁化と同じ向きとなるので、磁気ヘッドによる記録磁界の反転位置に対応する位置に磁化領域が形成される。その結果、記録磁界の反転位置に対してずれの少ない位置にビットを記録することができる。
【０１２０】
また、第２磁性層４７を構成する材料は、第１磁性層４５を構成する材料と異なる組成、例えば異なる材料あるいは異なる組成比を有するものでもよい。例えば、第２磁性層４７を構成する材料は、第１磁性層４５を構成する材料よりも異方性磁界が大きな強磁性材料が選択される。このような強磁性材料を選択する手法としては、第１磁性層４５にＰｔを添加せず第２磁性層４７にＰｔを添加する。あるいは第１磁性層４５よりも第２磁性層４７の方がＰｔ濃度（原子濃度として）を高く設定する。例えば、第１磁性層４５がＣｏＣｒの場合は、第２磁性層４７をＣｏＣｒＰｔとする。第１磁性層４５がＣｏＣｒＰｔ8の場合は、第２磁性層４７をＣｏＣｒＰｔ12とする（数値は原子濃度を示す。）。
【０１２１】
第１磁性層４５および第２磁性層４７は、図４に示す第１の実施の形態の記録層と同様に、結晶粒子４５ａ、４７ａのｃ軸４５ＣＡ、４７ＣＡが基板面に対して傾斜角θTLだけ傾いて形成される。すなわち、下地層２３の（１１０）結晶面に表面に第１磁性層４５の（１０−１１）結晶面が整合してエピタキシャル成長する。そして、非磁性結合層４６を介して第２磁性層４７の（１０−１１）結晶面を基板面と平行になるように結晶粒子４７ａが成長する。
【０１２２】
なお、第１磁性層４５、非磁性結合層４６、および第２磁性層４７の形成方法は、第１の実施の形態の記録層と同様である。なお、第１磁性層４５あるいは非磁性結合層４６を形成する前に基板２１を２００℃程度に再度加熱してもよい。
【０１２３】
図１３は、第３の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。図１３は磁気記録媒体の記録方向に沿った断面図である。
【０１２４】
図１３を図１２と共に参照するに、記録動作が行われると、記録層４４には面内磁気記録方式の記録ヘッド（不図示）により面内方向で向きが交互に反転した記録磁界が印加される。第１磁性層４５および第２磁性層４７の各々には、複数の磁化領域４５ｍｄ、４７ｍｄが形成される。磁化領域４５ｍｄ、４７ｍｄは複数の結晶粒子４５ａ、４７ａからなる。第２磁性層４７の磁化領域４７ｍｄには、矢印方向の残留磁化４７ＭＧが形成される。その際、方向が斜め右上方と斜め左上方の残留磁化４７ＭＧが交互に現れるように形成されると推察される。
【０１２５】
一方、第１磁性層４５の磁化領域４５ｍｄには、第２磁性層４７の残留磁化４７ＭＧに対して反平行に残留磁化４５ＭＧが形成される。すなわち、残留磁化４５ＭＧは、残留磁化４７ＭＧと平行でかつその向きが残留磁化４７ＭＧの向きと逆になる。これは、上述したように、残留磁化４５ＭＧと残留磁化４７ＭＧとの間に反強磁性的な交換結合が働いているからである。
【０１２６】
これにより、残留磁化４５ＭＧと残留磁化４７ＭＧとが反強磁性的に交換結合することにより、磁化領域４５ｍｄと磁化領域４７ｍｄとは実質的に１つの磁化領域を形成する。したがって、磁化領域４５ｍｄ、４７ｍｄの体積が増加するので磁気記録媒体４０の残留磁化４５ＭＧ、４７ＭＧ、すなわち記録された磁化の熱安定性が、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体よりも向上する。
【０１２７】
また、第１磁性層４５、第２磁性層４７に新たに記録する場合は、記録磁界が面内方向に略沿って印加される。記録磁界の方向と残留磁化４５ＭＧ、４７ＭＧの方向は、図１２に示すｃ軸と略同様の傾斜角θTLをなしているので、図３（Ｂ）で説明したように、第１磁性層４５および第２磁性層４７の異方性磁界よりもかなり小さな記録磁界強度で残留磁化４５ＭＧ、４７ＭＧを反転できる。
【０１２８】
以上説明したように、第３の実施の形態に係る磁気記録媒体４０は、第１の実施の形態に係る磁気記録媒体と同様の効果を有し、さらに、第１磁性層４５と第２磁性層４７の各々の磁化が反強磁性的に結合するので、記録された磁化の熱安定性をいっそう向上できる。また、第３の実施の形態に係る磁気記録媒体４０は、記録された磁化の熱安定性を向上しつつ結晶粒子４５ａ、４７ａの微細化をさらに進めることができるので、Ｓ／Ｎ比をいっそう向上できる。
【０１２９】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る磁気記録媒体は、垂直磁気記録方式の記録ヘッド、例えば単磁極ヘッドを用いて記録するに適した磁気記録媒体である。
【０１３０】
図１４は、本発明の第４の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１３１】
図１４を参照するに、本実施の形態に係る磁気記録媒体５０は、基板２１と、その基板２１上に、第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、第３軟磁性層５２Ｂ、配向制御層２２、下地層２３、記録層５４、保護膜２８、および潤滑層２９が順次形成された構成からなる。第２軟磁性層５２Ａと第３軟磁性層５２Ｂとは非磁性結合層５３を介して反強磁性的に交換結合された交換結合構造を有し、第２軟磁性層５２Ａの磁化と第３軟磁性層５２Ｂの磁化は、外部磁界が印加されない状態で互いに反平行方向に向いている。磁気記録媒体５０は、第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、第３軟磁性層５２Ｂが新たに設けられた以外は図４に示す第１の実施の形態に係る磁気記録媒体２０と同様に構成されている。すなわち、記録層５４は、結晶粒子５４ａのｃ軸５４ＣＡが基板面に対して所定の傾斜角θTLをなして傾斜している。
【０１３２】
第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、および第３軟磁性層５２Ｂは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃ、Ｂから選択された少なくとも１種類の元素を含む非晶質もしくは微結晶の軟磁性材料からなる。このような軟磁性材料としては、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＣｒＮｂ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＮｂ等が挙げられる。
【０１３３】
第１軟磁性層５１は、例えば厚さが１０ｎｍ〜２μｍに設定される、第１軟磁性層５１は記録ヘッドからの略総ての磁束を吸収するためのものである。
【０１３４】
また、第２軟磁性層５２Ａおよび第３軟磁性層５２Ｂは、例えば厚さが１０ｎｍ〜１００ｎｍに設定される。第２軟磁性層５２Ａおよび第３軟磁性層５２Ｂは、非磁性結合層５３を介して互いの磁化が反強磁性的に結合する。第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３および第３軟磁性層５２Ｂの積層体は、第１軟磁性層５１の磁壁移動によるスパイクノイズを抑制する。
【０１３５】
第２軟磁性層５２Ａおよび第３軟磁性層５２Ｂは、スパイクノイズの抑制の点で、第１軟磁性層５１よりも飽和磁束密度が大きな軟磁性材料からなることが好ましい。このような具体例としては、例えば第１軟磁性層５１がＣｏＮｂＴａ、第２および第３軟磁性層５２ＢがＣｏＺｒＴａとする。
【０１３６】
非磁性結合層５３は、図１２に示す第３の実施の形態の非磁性結合層４６と同様の材料からなり、非磁性結合層５３の厚さも同様に設定される。
【０１３７】
なお、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３および第３軟磁性層５２Ｂの積層体は、第１軟磁性層の基板側に接するように設けてもよく、第１軟磁性層５１単体でスパイクノイズを抑制できる場合は設けなくともよい。
【０１３８】
磁気記録媒体５０の製造方法は、図４に示す第１の実施の形態に係る磁気記録媒体２０と略同様である。第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、および第３軟磁性層５２Ｂは無電界めっき法、電気めっき法、スパッタ法、蒸着法等を用いて形成される。非磁性結合層５３は薄膜であるのでスパッタ法を用いて形成される。第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３および第３軟磁性層５２Ｂについては、連続的して成膜することが好ましく、この点でスパッタ法を用いてことが好ましい。
【０１３９】
図１５は、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。
【０１４０】
図１５を参照するに、記録層５４には、垂直磁気記録方式の記録ヘッド（不図示）からの記録磁界によって複数の磁化領域５４ｍｄが形成される。磁化領域５４ｍｄは複数の結晶粒子５４ａからなる。磁化領域５４ｍｄには、矢印方向の残留磁化５４ＰＭが形成される。その際、例えばその向きが右斜め上方および左斜め下方の残留磁化５４ＰＭが交互に形成されると推察される。残留磁化５４ＰＭは、基板面に対して、図１４に示すｃ軸の傾斜角θTLと同様の角度をなす。
【０１４１】
また、記録層５４に新たに情報を記録する場合は、記録ヘッドにより記録磁界が基板面に対して垂直な方向に印加される。したがって、記録磁界の方向は残留磁化５４ＰＭの方向に対して斜め方向になる。例えば、残留磁化５４ＰＭの方向が基板面に対して２８度をなす場合は、記録磁界の方向と残留磁化５４ＰＭの方向は６２度となる。残留磁化５４ＰＭに対してこのような斜め方向の記録磁界が印加されるので、図３（Ｂ）で説明したように、記録層５４の異方性磁界よりもかなり小さな記録磁界強度で残留磁化５４ＰＭを反転できる。
【０１４２】
以上説明したように、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体５０は、基板２１と配向制御層２２との間に、第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、第３軟磁性層５２Ｂを設けている。したがって、垂直磁気記録方式に適している。
【０１４３】
さらに、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体５０は、配向制御層２２を設けることで記録層５４の結晶粒子５４ａのｃ軸５４ＣＡを、基板面に対して傾斜させることができる。したがって、記録磁界の方向はｃ軸５４ＣＡに対して斜めになるので、異方性磁界よりもかなり小さな記録磁界強度で残留磁化５４ＰＭを反転できる。
【０１４４】
したがって、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体５０は、垂直磁気記録方式の記録ヘッドにより記録する際に要する記録磁界強度を低減でき、記録性能を確保できる。さらに、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体５０は、記録層５４の異方性磁界を増加可能であるので、記録された磁化の熱安定性を高めることができる。さらに、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体５０は、熱安定性を維持しつつ記録層５４の結晶粒子５４ａの微細化が可能となり、その結果、Ｓ／Ｎ比を向上できる。
【０１４５】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る磁気記録媒体は、垂直磁気記録方式の記録ヘッド、例えば単磁極ヘッドを用いて記録するに適した磁気記録媒体である。第５の実施の形態に係る磁気記録媒体は、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体の変形例である。
【０１４６】
図１６は、本発明の第５の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１４７】
図１６を参照するに、第５の実施の形態に係る磁気記録媒体６０は、基板２１と、その基板２１上に、第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、第３軟磁性層５２Ｂ、配向制御層２２、下地層２３、記録層６４、保護膜２８、および潤滑層２９が順次形成された構成からなり、記録層６４は、下地層２３側から、第１磁性層６５、非磁性結合層６６、第２磁性層６７が順次積層されてなる。第１磁性層６５と第２磁性層６７とは非磁性結合層６６を介して反強磁性的に交換結合された交換結合構造を有し、第１磁性層６５の磁化と第２磁性層６７の磁化は、外部磁界が印加されない状態で互いに反平行方向に向いている。また、第２軟磁性層５２Ａと第３軟磁性層５２Ｂとは非磁性結合層５３を介して反強磁性的に交換結合された交換結合構造を有し、第２軟磁性層５２Ａの磁化と第３軟磁性層５２Ｂの磁化は、外部磁界が印加されない状態で互いに反平行方向に向いている。
【０１４８】
磁気記録媒体６０は、図１２に示す第３の実施の形態に係る磁気記録媒体と図１４に示す第４の実施の形態に係る磁気記録媒体を組み合わせたものである。すなわち、磁気記録媒体６０の記録層６４は、図１２に示す磁気記録媒体４０の記録層４４と同様の構成を有する。さらに、磁気記録媒体６０の第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、第３軟磁性層５２Ｂは、図１４に示す磁気記録媒体５０の第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、第３軟磁性層５２Ｂと同様の構成を有する。また、磁気記録媒体６０の製造方法は、第３および第４の実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法と略同様である。
【０１４９】
図１７は第５の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。
【０１５０】
図１７を図１６と共に参照するに、第１磁性層６５および第２磁性層６７の各々には、垂直磁気記録方式の記録ヘッドからの記録磁界によって複数の磁化領域６５ｍｄ、６７ｍｄが形成される。磁化領域６５ｍｄ、６７ｍｄの各々は複数の結晶粒子６５ａ、６７ａからなる。第２磁性層の磁化領域６７ｍｄには、矢印方向の残留磁化６７ＰＭが形成される。その際、例えばその向きが右斜め上方および左斜め下方の残留磁化６７ＰＭが交互に形成されると推察される。
【０１５１】
一方、第１磁性層６５の磁化領域６５ｍｄには、第２磁性層６７の残留磁化６７ＰＭに対して反平行に残留磁化６５ＰＭが形成される。すなわち、残留磁化６５ＰＭは、残留磁化６７ＰＭと平行でかつその向きが残留磁化６７ＰＭに向きと逆になる。これは、残留磁化６５ＰＭと残留磁化６７ＰＭとの間に反強磁性的な交換結合が働いているからである。
【０１５２】
これにより、残留磁化６５ＰＭと残留磁化６７ＰＭとが反強磁性的に交換結合することにより、磁化領域６５ｍｄと磁化領域６７ｍｄとは実質的に１つの磁化領域を形成する。したがって、磁化領域の体積が実質的に増加するので残留磁化６５ＰＭ、６７ＰＭ、すなわち記録された磁化の熱安定性が、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体よりも向上する。
【０１５３】
また、第１磁性層６５、第２磁性層６７に新たに記録する場合は、第４の実施の形態で説明したのと同様に、記録磁界が残留磁化６５ＭＧ、６７ＭＧの方向に対して斜めに印加される。したがって、第１磁性層６５および第２磁性層６７の異方性磁界よりもかなり小さな記録磁界強度で残留磁化６５ＰＭ、６７ＰＭを反転できる。
【０１５４】
以上説明したように、第５の実施の形態に係る磁気記録媒体６０は、第４の実施の形態に係る磁気記録媒体と同様の効果を有し、さらに、第１磁性層６５と第２磁性層６７の各々の磁化が反強磁性的に結合するので、記録された磁化の熱安定性をいっそう向上できる。また、第５の実施の形態に係る磁気記録媒体６０は、熱安定性を向上しつつ結晶粒子６５ａ、６７ａの微細化をさらに進めることができるので、Ｓ／Ｎ比をいっそう向上できる。
【０１５５】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係る磁気記録媒体は、斜め配向の第１磁性層と垂直配向の第２磁性層を有する磁気記録媒体である。
【０１５６】
図１８は、本発明の第６の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１５７】
図１８を参照するに、第６の実施の形態に係る磁気記録媒体７０は、基板２１と、その基板２１上に、第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、第３軟磁性層５２Ｂ、配向制御層２２、下地層２３、第１磁性層７４、中間層７５、第２磁性層７６、保護膜２８、および潤滑層２９が順次形成された構成からなる。
【０１５８】
第１磁性層７４は、図４に示す第１の実施の形態に係る記録層２４と同様の材料からなる。すなわち、第１磁性層７４は、厚さが例えば５ｎｍ〜３０ｎｍ（好ましくは５ｎｍ〜２０ｎｍ）の範囲に設定され、Ｃｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料からなる。第１磁性層７４は、Ｃｏ含有量が５０ａｔ％よりも多い量に設定され、例えば、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ系合金から選択される。ＣｏＣｒＰｔ系合金としてはＣｏＣｒＰｔ−Ｍが挙げられ、添加元素Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの合金から選択される。例えば、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍは、結晶粒子７４ａの粒径の制御が可能な点で好ましい。第１磁性層７４は、異方性磁界が大きい点でＣｏＣｒＰｔおよびＣｏＣｒＰｔ系合金からなることが好ましい。
【０１５９】
第１磁性層７４は、上記の材料からなる結晶粒子７４ａの多結晶体である。結晶粒子７４ａは、下地層２３の表面に、基板面に対して略垂直方向にエピタキシャル成長して形成される。より具体的には、下地層２３の表面には配向制御層２２の作用により（１１０）結晶面が現れる。第１磁性層７４の結晶粒子７４ａは、下地層２３の（１１０）結晶面上に（１０−１１）結晶面が格子整合して成長する。したがって、結晶粒子７４ａの（１０−１１）結晶面が基板面に平行となる。結晶粒子７４ａのｃ軸７４ＣＡは（１０−１１）結晶面に対して、約２８度傾斜している。このため、結晶粒子７４ａのｃ軸７４ＣＡの傾斜角θTLは基板面に対して約２８度傾斜した状態となる。総ての結晶粒子７４ａがこのような状態になると、ｃ軸７４ＣＡの配向方向の分布を考慮して、ｃ軸７４ＣＡは基板面に対して２８度±２度の範囲になると予想される。
【０１６０】
また、第１磁性層７４は、Ｃｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料と非磁性材料からなる、いわゆるグラニュラー構造を有する磁性層でもよい。強磁性材料のＣｏ系合金は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、およびＣｏＣｒＰｔ−Ｍ（添加元素Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの合金）からなる群から選択される。また、非磁性材料は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ、およびＭｇからなる群から選択されるいずれか１種の元素とＯ、Ｎ、およびＣからなる群から選択される少なくともいずれか１種の元素との化合物を含んでいる。非磁性材料は、例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＭｇＯ等の酸化物や、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮ、Ｍｇ3Ｎ2等の窒化物や、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣ等の炭化物からなる。
【０１６１】
このような材料からなる第１磁性層７４は、上記Ｃｏ系合金からなり、基板面に対して垂直方向に延びる多数の結晶粒子と、結晶粒子の各々を囲み、隣り合う結晶粒子を物理的に離隔する上記非磁性材料からなる非固溶相が形成される。結晶粒子は、上述した結晶粒子７４ａと同様のｃ軸配向を形成する。すなわち、結晶粒子は、配向制御層２３の作用により、下地層２３を介して結晶粒子のｃ軸の配向方向が基板面に対して傾斜する。ｃ軸の配向方向は基板面に対して２８度±２度の範囲になると予想される。第１磁性層７４は、結晶粒子は非磁性材料からなる非固溶相によって、隣り合う結晶粒子と物理的に離隔されるので磁気的相互作用が低減され、その結果、媒体ノイズを低減することができる。
【０１６２】
中間層７５は、第２磁性層７６の結晶粒子７６ａのｃ軸７６ＣＡを基板面に対して垂直配向させる遷移金属およびその合金であれば、特に限定されないが、例えば、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、およびＲｅからなる群のうち少なくとも１種を含む材料から選択される。中間層７５の膜厚は５ｎｍ以下（さらに好ましくは２ｎｍ）の範囲に設定されることが好ましい。これにより、次に説明するように、第１磁性層７４と第２磁性層７６とが強磁性的に結合する。なお、中間層７５の膜厚は十分な強磁性結合が得られるという点で０．２ｎｍ以上に設定されることが好ましい。
【０１６３】
第２磁性層７６は、上述した第１磁性層７４と同様の材料から選択される。すなわち、第２磁性層７６は、上述したＣｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料からなる磁性層、あるいは、上述した強磁性材料と非磁性材料からなるグラニュラー構造の磁性層からなる。第２磁性層７６は、厚さが例えば５ｎｍ〜３０ｎｍ（好ましくは５ｎｍ〜２０ｎｍ）の範囲に設定される。
【０１６４】
第２磁性層７６は、Ｃｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料からなる場合、結晶粒子７６ａの多結晶体である。結晶粒子７６ａは基板面に対して略垂直方向に成長して形成される。結晶粒子７６ａのｃ軸７６ＣＡの配向方向は基板面に略垂直方向となる。
【０１６５】
また、第２磁性層７６は、強磁性材料と非磁性材料からなるグラニュラー構造の磁性層の場合、結晶粒子は、基板面に対して略垂直方向に成長して形成される。さらに、ｃ軸の配向方向は中間層７５の作用により、基板面に略垂直方向となる。
【０１６６】
なお、第１磁性層７４と第２磁性層７６との磁性層材料の組み合わせはいずれの組み合わせでもよい。すなわち、上述したＣｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料からなる磁性層を金属薄膜磁性層、上述した強磁性材料と非磁性材料からなるグラニュラー構造の磁性層をグラニュラー構造磁性層と称することとして、第１磁性層７４および第２磁性層７６の組み合わせは以下の通りである。（第１磁性層７４、第２磁性層７６）で表すと、（金属薄膜磁性層、金属薄膜磁性層）、（金属薄膜磁性層、グラニュラー構造磁性層）、（グラニュラー構造磁性層、金属薄膜磁性層）、（グラニュラー構造磁性層、グラニュラー構造磁性層）のいずれでもよい。これらのうち、（グラニュラー構造磁性層、グラニュラー構造磁性層）の構成とすることで、媒体ノイズが低減され、さらに記録磁界強度が低減されて記録が容易な磁気記録媒体を実現できる。
【０１６７】
図１９は、第６の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。図１９は磁気記録媒体の記録方向に沿った断面図である。
【０１６８】
図１９を図１８と共に参照するに、記録ヘッド（不図示）により磁気記録媒体７０に対して記録動作が行われると以下に示す記録過程により残留磁化が形成される。
【０１６９】
すなわち、第１磁性層７４および第２磁性層７６に記録ヘッド（不図示）により、基板面に垂直方向でその向きが交番する記録磁界によって複数の磁化領域７４ｍｄおよび７６ｍｄが形成される。磁化領域７４ｍｄおよび７６ｍｄのそれぞれは複数の結晶粒子７４ａ、７６ａからなる。図１８に示すように、第１磁性層７４では、結晶粒子７４ａのｃ軸７４ＣＡが基板面に対して斜め方向に配向しているので、磁化領域７４ｍｄには、ｃ軸７４ＣＡに沿って基板面に対して斜め方向（矢印方向）の残留磁化７４ＰＭが形成される。また、第２磁性層７６では、結晶粒子７６ａのｃ軸７６ＣＡが基板面に対して垂直になっているので、磁化領域７６ｍｄには、ｃ軸に沿って基板面に対して垂直方向（矢印方向）の残留磁化７６ＰＭが形成される。なお、残留磁化７４ＰＭおよび７６ＰＭは、その方向が、互いの強磁性的な相互作用により、各々のｃ軸の配向方向からずれていてもよい。
【０１７０】
さらに、第１磁性層７４と第２磁性層７６とは中間層７５を介して強磁性的に結合しているので、残留磁化７４ＰＭはその基板面に垂直な成分の方向が、残留磁化７６ＰＭと同じ方向になる。この強磁性的な結合力は主として静磁気的相互作用によるものと推察されるが、交換相互作用が働いていてもよい。
【０１７１】
上記の記録過程では記録磁界が基板面に対して垂直方向に印加される。したがって、記録磁界の方向は第１磁性層７４では残留磁化７４ＰＭの方向に対して斜め方向になる。例えば、残留磁化７４ＰＭの方向が基板面に対して２８度をなす場合は、記録磁界の方向と残留磁化７４ＰＭの方向とがなす角度は６２度となる。残留磁化７４ＰＭに対してこのような斜め方向の記録磁界が印加されるので、図３（Ｂ）で説明したように、第１磁性層７４の異方性磁界よりもかなり小さな記録磁界強度で残留磁化７４ＰＭを反転できる。残留磁化７４ＰＭの反転により、第２磁性層７６の残留磁化７６ＰＭには、残留磁化７４ＰＭによる強磁性的な相互作用が働く。この相互作用、例えば残留磁化７４ＰＭから生じた磁界が残留磁化７６ＰＭを反転させる方向に印加されるため、この磁界と記録磁界とが相まって残留磁化７６ＰＭが反転する。その結果、磁気記録媒体７０のオーバーライト特性やＮＬＴＳ特性等の磁気記録媒体の記録性能が良好となる。また、記録ヘッドの記録磁界強度を低減することができるので、記録ヘッドの強磁性材料の選択の幅が広がり、記録ヘッドの製造容易性が増す。
【０１７２】
さらに、第１磁性層７４は、第２磁性層７６よりも記録ヘッドから離れた位置にあるので、第１磁性層７４に印加される記録磁界は第２磁性層７６に印加される記録磁界よりも強度が低くなる傾向にある。しかし、第１磁性層７４に形成された残留磁化７４ＰＭは第１磁性層７４の異方性磁界よりもかなり小さな記録磁界強度で反転できるので、この点で、次に説明する第７の実施の形態に係る磁気記録媒体よりも記録性能を向上し易い。
【０１７３】
なお、非磁性結合層５３を介して反強磁性的な交換結合構造を有する第２軟磁性層５２Ａ、および第３軟磁性層５２Ｂは、飽和磁束密度が１０ｋＧ〜２４ｋＧの範囲に設定されることが好ましい。このような範囲に設定することで、記録磁界の広がりが抑制されるため、記録しようとする領域に隣接する磁化領域に記録磁界が印加され、いわゆるオフトラックイレーズが生じることを抑制できる。また、かかる反強磁性的な交換結合構造は、第４の実施の形態において説明したように、磁壁移動によるノイズやスパイクノイズを抑制する点から好ましい。ただし、第１軟磁性層５１単体でもこれらのノイズを十分に抑制できる場合は、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、および第３軟磁性層５２Ｂを設けなくともよい。
【０１７４】
さらに、第１軟磁性層５１は、記録磁界の吸い込みあるいは吐き出しの機能を有するが、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、および第３軟磁性層５２Ｂにより代替してもよい。また、記録ヘッドの構造によっては第１軟磁性層５１を設けなくともよい。
【０１７５】
以上説明したように、第６の実施の形態に係る磁気記録媒体７０は、ｃ軸の配向方向が基板面に対して傾斜した第１磁性層７４と、基板面に対して略垂直な第２磁性層７６とを備えることにより、第１磁性層７４の異方性磁界よりもかなり小さい記録磁界強度により残留磁化７４ＰＭを反転することができる。その結果、磁気記録媒体７０のオーバーライト特性やＮＬＴＳ特性等の記録性能が良好となり、Ｓ／Ｎ比を向上できる。さらに、磁気記録媒体７０は、第１磁性層７４の異方性磁界を増加させても記録可能であるので、記録容易性と記録された磁化の熱安定性の向上の両立が可能である。
【０１７６】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態に係る磁気記録媒体は、第６の実施の形態に係る磁気記録媒体の変形例である。
【０１７７】
図２０は、本発明の第７の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１７８】
図２０を参照するに、第７の実施の形態に係る磁気記録媒体８０は、基板２１と、その基板２１上に、第１軟磁性層５１、第２軟磁性層５２Ａ、非磁性結合層５３、第３軟磁性層５２Ｂ、下地層８１、第１磁性層８４、配向制御層２２および下地層２３からなる中間積層体８５、第２磁性層８６、保護膜２８、および潤滑層２９が順次形成された構成からなる。
【０１７９】
第７の実施の形態に係る磁気記録媒体は、図１８に示す第６の実施の形態に係る磁気記録媒体の結晶粒子７４ａの磁化容易軸であるｃ軸７４ＣＡが基板面に対して斜め配向の第１磁性層７４を第２磁性層８６として、結晶粒子７６ａの磁化容易軸であるｃ軸７６ＣＡが基板面に対して略垂直配向の第２磁性層７６を第１磁性層８４として設けた以外は略同様の構成を有する。
【０１８０】
下地層８１は、第１磁性層８４の結晶粒子８４ａのｃ軸８４ＣＡを基板面に対して垂直配向させる遷移金属およびその合金であれば、特に限定されないが、例えば、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、およびＲｅからなる群のうち少なくとも１種を含む材料から選択される。なお、下地層８１は単層でもよく、２層以上の層が積層されていてもよい。
【０１８１】
また、次に説明する第１磁性層８４がＣｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料と非磁性材料からなる、いわゆるグラニュラー構造を有する磁性層の場合、下地層８１は、Ｒｕ、または、ｈｃｐ結晶構造を有し、Ｒｕを主成分とするＲｕ−Ｘ2合金（Ｘ2＝Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうち少なくとも１種）からなることが好ましい。これにより、下地層８１上にエピタキシャル成長する第１磁性層８４の結晶粒子８４ａが、その層内方向に均一に形成される。そのため、第１磁性層８４の結晶粒子８４ａが非磁性材料からなる非固溶相（不図示）によって互いに十分に離隔されるので、媒体ノイズが低減され、Ｓ／Ｎ比が向上する。この場合、下地層８１の厚さは、５ｎｍ〜３５ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。下地層８１の厚さが５ｎｍを切ると下地層の結晶性が劣化し、第１磁性層８４の結晶粒子８４ａの結晶性が劣化してしまう。また、下地層８１の厚さが３５ｎｍを超えると第１磁性層８４の結晶粒子８４ａの粒子径が粗大化し、媒体ノイズが増大するする傾向にある。
【０１８２】
さらに、下地層８１をスパッタ法により形成する際に、Ｒｕ、または、ｈｃｐ結晶構造を有し、Ｒｕを主成分とするＲｕ−Ｘ2合金からなるスパッタターゲットを使用して、不活性ガス（例えば、Ａｒガス）の雰囲気ガス圧力を６．０Ｐａ以上に設定して成膜することが好ましい。これにより、下地層８１の結晶粒子の各々が粒界部により互いに分離した構造が形成される。この粒界部にはその一部あるいは全体に空隙が形成され結晶粒子同士の分離が良好に図られている。なお、空隙には雰囲気ガスとして用いた不活性ガスが存在するか、あるいは空隙は真空状態であると推察される。そして、下地層８１の結晶粒子の各々の上に実質的に第１磁性層８４の一つの結晶粒子が成長するので、第１磁性層８４の結晶粒子をその層内方向によりいっそう均一に形成できる。そのため、媒体ノイズがいっそう低減され、Ｓ／Ｎ比がいっそう向上する。
【０１８３】
中間積層体８５は、配向制御層２２および下地層２３を順次積層してなる。配向制御層２２および下地層２３は、図４に示す第１の実施の形態に係る配向制御層２２および下地層２３と同様の材料からなる。また、中間積層体８５は、第１磁性層８４の磁化と第２磁性層８６の磁化とを強磁性的に結合させる厚さに設定され、５ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１８４】
第１磁性層８４および第２磁性層８６は、図１８に示す第１磁性層７４および第２磁性層７６と同様の材料から選択される。第１磁性層８４は、下地層８１の作用により第１磁性層８４の結晶粒子８４ａのｃ軸８４ＣＡが基板面に対して略垂直に配向される。また、第２磁性層８６は、中間積層体８５により、第２磁性層８６の結晶粒子８６ａのｃ軸８６ＣＡの配向方向が基板面に対して傾斜する。ｃ軸８６ＣＡの配向方向は、図１８に示す第１磁性層７４と同様である。
【０１８５】
また、第２磁性層８６の厚さは、記録性能の確保の点で、第１磁性層８４の厚さよりも小さいことが好ましい。
【０１８６】
図２１は、第７の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。図２１は磁気記録媒体の記録方向に沿った断面図である。
【０１８７】
図２１を図２０と共に参照するに、記録ヘッド（不図示）により磁気記録媒体８０に対して記録動作が行われると以下に示す記録過程により残留磁化が形成される。
【０１８８】
すなわち、第１磁性層８４および第２磁性層８６に記録ヘッド（不図示）により、基板面に垂直方向でその向きが交番する記録磁界によって複数の磁化領域８４ｍｄおよび８６ｍｄが形成される。磁化領域８４ｍｄおよび８６ｍｄのそれぞれは複数の結晶粒子８４ａ、８６ａからなる。図２０に示すように、第２磁性層８６では、結晶粒子８６ａのｃ軸８６ＣＡが基板面に対して斜め方向になっているので、磁化領域８６ｍｄには、ｃ軸８６ＣＡに沿って基板面に対して斜め方向（矢印方向）の残留磁化８６ＰＭが形成される。また、第１磁性層８４では、結晶粒子８４ａのｃ軸８４ＣＡが基板面に対して垂直になっているので、磁化領域８４ｍｄには、ｃ軸８４ＣＡに沿って基板面に対して垂直方向（矢印方向）の残留磁化８４ＰＭが形成される。なお、残留磁化８４ＰＭおよび８６ＰＭは、その方向が、互いの強磁性的な相互作用により、各々のｃ軸の配向方向からずれていてもよい。
【０１８９】
さらに、第１磁性層８４と第２磁性層８６とは中間積層体８５を介して強磁性的に結合しているので、残留磁化８６ＰＭはその基板面に垂直な成分の方向が、残留磁化８４ＰＭと同じ方向になる。この強磁性的な結合力は主として静磁気的相互作用によるものと推察されるが、交換相互作用が働いていてもよい。
【０１９０】
上記の記録過程では記録磁界が基板面に対して垂直方向に印加される。したがって、記録磁界の方向は第２磁性層８６では残留磁化８６ＰＭの方向に対して斜め方向になる。例えば、残留磁化８６ＰＭの方向が基板面に対して２８度をなす場合は、記録磁界の方向と残留磁化８６ＰＭの方向とがなす角度は６２度となる。残留磁化８６ＰＭに対してこのような斜め方向の記録磁界が印加されるので、図３（Ｂ）で説明したように、第２磁性層８６の異方性磁界よりもかなり小さな記録磁界強度で残留磁化８６ＰＭを反転できる。残留磁化８６ＰＭの反転により、第１磁性層８４の残留磁化８４ＰＭには、残留磁化８６ＰＭによる強磁性的な相互作用が働く。この相互作用、例えば残留磁化８６ＰＭから生じた磁界が残留磁化８４ＰＭを反転させる方向に印加されるため、この磁界と記録磁界とが相まって残留磁化８４ＰＭが反転する。その結果、磁気記録媒体８０のオーバーライト特性やＮＬＴＳ特性等の磁気記録媒体の記録性能が良好となり、Ｓ／Ｎ比を向上できる。また、記録ヘッドの記録磁界強度を低減することができるので、記録ヘッドの強磁性材料の選択の幅が広がり、記録ヘッドの製造容易性が増す。
【０１９１】
以上説明したように、第７の実施の形態に係る磁気記録媒体８０は、ｃ軸の配向方向が基板面に対して略垂直な第１磁性層８４と、基板面に対して略垂直な傾斜した第２磁性層８６とを備えることにより、第２磁性層８６の異方性磁界よりもかなり小さい記録磁界強度により残留磁化を反転することができるので、記録する際に要する記録磁界強度を低減でき、記録性能の確保が容易となる。
【０１９２】
さらに、第７の実施の形態に係る磁気記録媒体８０は、第２磁性層８６の異方性磁界を増加させても記録可能であるので、記録容易性と記録された磁化の熱安定性の向上の両立が可能である。
【０１９３】
（第８の実施の形態）
次に、本発明の第８の実施の形態に係る磁気記憶装置を説明する。図２２は、本発明の他の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。
【０１９４】
図２２を参照するに、磁気記憶装置１００は大略ハウジング１０１からなる。ハウジング１０１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ１０２、ハブ１０２に固定され回転される磁気記録媒体１０３、アクチュエータユニット１０４、アクチュエータユニット１０４に取り付けられ磁気記録媒体１０３の半径方向に移動するアーム１０５およびサスペンション１０６、サスペンション１０６に支持された磁気ヘッド１０８が設けられている。
【０１９５】
磁気ヘッド１０８は、ＭＲ素子（磁気抵抗効果型素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果型素子）、またはＴＭＲ素子（トンネル磁気効果型）等の再生ヘッドを有する。また、磁気ヘッド１０８は、面内磁気記録方式のリング型の誘導型薄膜記録ヘッド、あるいは、垂直磁気記録方式の単磁極記録ヘッドを有する。単磁極記録ヘッドはトレーリングシールドを有するものでもよい。この磁気記憶装置１００の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。
【０１９６】
磁気記録媒体１０３は、上述した第１〜第７の実施の形態に係る磁気記録媒体のいずれかである。磁気記録媒体１０３は、記録ヘッドが面内磁気記録方式のリング型の誘導型薄膜記録ヘッドの場合は、第１〜第３の実施の形態に係る磁気記録媒体のいずれかが用いられる。磁気記録媒体１０３は、記録ヘッドが垂直磁気記録方式の単磁極記録ヘッドの場合は、第４〜第７の実施の形態に係る磁気記録媒体のいずれかが用いられる。磁気記録媒体１０３は、上述したように、優れた熱安定性およびＳ／Ｎ比を有する。したがって、第８の実施の形態に係る磁気記憶装置は、記録性能を確保し、優れた熱安定性およびＳ／Ｎ比を有し、高記録密度化を図ることができる。なお、磁気記憶装置１００の基本構成は、図２２に示すものに限定されるものではない。
【０１９７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１９８】
例えば、第１および第３〜第７の実施の形態において、表面が平坦な基板を例に挙げて説明したが、表面に凸状のセルを規則的に形成した基板を用いて、いわゆるパターンドメディアとしてもよい。セル間が離隔されているので、セル間で記録層の交換相互作用や磁気的な相互作用を抑制でき、いっそうの低ノイズ化を図れる。また、第８の実施の形態では磁気記録媒体として磁気ディスクを例として説明したが、本発明は磁気テープに適用することができる。
【０１９９】
なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
（付記１）基板上に少なくとも配向制御層および下地層が設けられ、
前記下地層上に設けられ、ｈｃｐ結晶構造を有する記録層を備える磁気記録媒体であって、
前記記録層は、下地層の表面にエピタキシャル成長してなり、当該記録層のｃ軸が基板面に対して傾斜してなることを特徴とする磁気記録媒体。
（付記２）前記配向制御層は、窒素または酸素を含む非磁性材料からなることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記３）基板と、
前記基板上に設けられた配向制御層と、
前記配向制御層上に設けられ、ＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層と、
前記下地層上に設けられた記録層と、を備える磁気記録媒体であって、
前記配向制御層は、窒素または酸素を含む非磁性材料からなり、
前記記録層は、下地層の表面に、第１の磁性層、非磁性結合層、第２の磁性層が順次エピタキシャル成長して積層してなり、
前記第１の磁性層と第２の磁性層とは交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第１の磁性層の磁化と第２の磁性層の磁化が互いに反平行であり、
前記第１の磁性層および第２の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料からなり、各々のｃ軸が基板面に対して傾斜してなることを特徴とする磁気記録媒体。
（付記４）  前記非磁性結合層は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ系合金、Ｒｈ系合金、およびＩｒ系合金からなる群のうち、いずれか１種からなることを特徴とする付記１または３記載の磁気記録媒体。
（付記５）  前記基板の表面に、記録方向に沿って延在する複数の凹部および／または凸部が設けられてなることを特徴とする付記１または３記載の磁気記録媒体。
（付記６）  当該磁気記録媒体は円板の形状を有し、
前記基板の表面に、円周方向に沿って延在する複数の凹部および／または凸部が設けられてなることを特徴とする付記１または３記載の磁気記録媒体。
（付記７）  前記基板の表面に非晶質材料あるいはＢ２構造を有する結晶質材料からなるシード層をさらに設け、
前記基板の表面の代わりにシード層の表面に前記凹部および／または凸部が設けられてなることを特徴とする付記５または６記載の磁気記録媒体。
（付記８）  基板と、
前記基板上に設けられた配向制御層と、
前記配向制御層上に設けられ、ＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層と、
前記下地層上に設けられた第３の磁性層と、
前記第３の磁性層上に設けられた中間層と、
前記中間層上に設けられた第４の磁性層と、を備え、
前記第３の磁性層はｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に対して傾斜してなり、
前記第４の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に垂直に配向してなる磁気記録媒体。
（付記９）  前記第３の磁性層と第４の磁性層とは強磁性的に結合してなることを特徴とする付記８記載の磁気記録媒体。
（付記１０）  前記中間層は、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、およびＲｅからなる群のうち少なくとも１種を含む材料からなることを特徴とする付記８記載の磁気記録媒体。
（付記１１）  前記中間層は、その膜厚が５ｎｍ以下に設定されてなることを特徴とする付記８記載の磁気記録媒体。
（付記１２）  基板と、
前記基板上に設けられた第５の磁性層と、
前記第５の磁性層上に設けられた配向制御層およびＣｒまたはＣｒを主成分とするＣｒ系合金からなる下地層を有する中間積層体と、
前記中間積層体上に設けられた第６の磁性層と、を備え、
前記第５の磁性層は、ｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に垂直に配向してなり、
前記第６の磁性層はｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を含み、その強磁性材料のｃ軸が基板面に対して傾斜してなる磁気記録媒体。
（付記１３）  前記第５の磁性層と第６の磁性層とは強磁性的に結合してなることを特徴とする付記１２記載の磁気記録媒体。
（付記１４）  前記第５の磁性層の下側に他の下地層をさらに備え、
前記他の下地層は、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、およびＲｅからなる群のうち少なくとも１種を含む材料からなることを特徴とする付記１２記載の磁気記録媒体。
（付記１５）  前記他の下地層は、Ｒｕ、または、ｈｃｐ結晶構造を有し、Ｒｕを主成分とするＲｕ−Ｘ2合金（Ｘ2＝Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうち少なくとも１種）からなることを特徴とする付記１４記載の磁気記録媒体。
（付記１６）  前記他の下地層は、粒界部により層内方向に互いに分離された結晶粒子からなる多結晶体からなり、
前記粒界部はその一部あるいは全体に空隙を有することを特徴とする付記１５記載の磁気記録媒体。
（付記１７）  前記第３〜第６の磁性層の各々は、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、およびＣｏＣｒＰｔ系合金からなる群のうち、いずれか１種からなることを特徴とする付記８または１２記載の磁気記録媒体。
（付記１８）  前記第３〜第６の磁性層の各々は、Ｃｏを主成分とするｈｃｐ結晶構造を有する強磁性材料および非磁性材料からなることを特徴とする付記８または１２記載の磁気記録媒体。
（付記１９）  前記配向制御層は、窒素または酸素を含む非磁性材料からなることを特徴とする付記８または１２記載の磁気記録媒体。
（付記２０）  前記窒素または酸素を含む非磁性材料は、ＮｉＰ、ＡｌＶ、ＡｌＴｉ、ＣｏＷおよびＣｒＴｉからなる群のうちいずれか１種の非晶質金属で窒素または酸素を含むことを特徴とする付記２、３、および１９のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２１）  前記窒素または酸素を含む非磁性材料は、ｂｃｃ構造またはＢ２構造を有する結晶質金属で窒素または酸素を含むことを特徴とする２、３、および１９のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２２）  前記窒素または酸素を含む非磁性材料は、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔおよびこれらの元素の合金でｆｃｃ構造を有し窒素または酸素を含むことを特徴とする２、３、および１９のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２３）  前記Ｃｒを主成分とするＣｒ系合金はｂｃｃ結晶構造を有するＣｒ−Ｘ1合金からなり、該Ｘ1は、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖおよびこれらの合金からなる群のうち、いずれか１種から選択されることを特徴とする付記３、８、および１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２４）  前記強磁性材料は、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、およびＣｏＣｒＰｔ系合金からなる群のうち、いずれか１種であることを特徴とする付記３、８、および１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２５）  Ｘ線ディフラクトメータ法によるθ−２θスキャンにより観測されるＣｏについての回折線が、実質的に（１０−１１）結晶面およびそれと結晶学的に等価な結晶面のみであることを特徴とする付記１、３、８、１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２６）  Ｘ線ディフラクトメータ法によるθ−２θスキャンにより観測されるＣｒについての回折線が、実質的に（１１０）結晶面およびそれと結晶学的に等価な結晶面のみであることを特徴とする付記１、３、８、および１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２７）  カー回転角測定法により得られる前記記録層の面内方向の保磁力Ｈc1と垂直方向の保磁力Ｈc2との比Ｈc1／Ｈc2が０．３４以上でかつ０．４１以下であることを特徴とする付記１、３、８、および１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２８）  前記記録層、第１の磁性層、第３の磁性層、および第６の磁性層のｃ軸は、基板面に対して０度よりも大きくかつ３０度以下の範囲の角度をなすことを特徴とする付記１、３、８、および１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記２９）  前記基板と配向制御層との間に第１の軟磁性層をさらに備えることを特徴とする付記１、３、８、および１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記３０）  前記基板と配向制御層との間に、第２の軟磁性層と、他の非磁性結合層と、第３の軟磁性層とが順次積層してなる軟磁性積層体をさらに備え、
前記第２の軟磁性層と第３の軟磁性層とは交換結合すると共に、外部磁界が印加されない状態で第２の軟磁性層の磁化と第３の軟磁性層の磁化が互いに反平行であることを特徴とする付記１、３、８、および１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体。
（付記３１）  前記第１の軟磁性層と軟磁性積層体とが積層されてなり、
前記第２の軟磁性層および第３の軟磁性層は、第１の軟磁性層よりも飽和磁束密度が大きいことを特徴とする付記３０記載の磁気記録媒体。
（付記３２）  前記他の非磁性結合層は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒおよびこれらの元素の１種を含む合金からなる群のうち、いずれか１種からなることを特徴とする付記３０記載の磁気記録媒体。
（付記３３）  基板上に不活性ガス中に窒素ガスまたは酸素ガスを含む雰囲気中で非磁性材料を堆積して配向制御層を形成する工程と、
前記配向制御層上にＣｒまたはＣｒを主成分とする材料を堆積して下地層を形成する工程と、
前記下地層上にｈｃｐ結晶構造を有するＣｏを主成分とする強磁性材料を堆積して記録層をエピタキシャル成長させる工程とを含む磁気記録媒体の製造方法。
（付記３４）  前記配向制御層を形成する工程は、２体積％〜４０体積％の窒素ガスまたは酸素ガスを含む雰囲気中で前記非磁性材料を堆積することを特徴とする付記３３記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記３５）  前記配向制御層を形成する工程は、基板温度を２５℃〜２５０℃の範囲に設定して堆積することを特徴とする付記３３記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記３６）  付記１、３、８、および１２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体、あるいは付記３３記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、記録再生手段と、を備える磁気記憶装置。
（付記３７）  付記１または３記載の磁気記録媒体と、
面内磁気記録方式の記録ヘッドを有する記録再生手段とを備える磁気記憶装置。
（付記３８）  付記８、１２、１８、および１９のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体と、
垂直磁気記録方式の記録ヘッドを有する記録再生手段とを備える磁気記憶装置。
【図面の簡単な説明】
【０２００】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の原理を説明するための図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の下地層と記録層との結晶整合の様子を説明するための図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の効果を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。
【図６】第１の実施の形態の実施例および比較例の磁気記録媒体の特性を示す図である。
【図７】実施例１０のＸ線回折パターンを示す図である。
【図８】実施例１０の磁化曲線およびカー回転角と印加磁界との関係を示す図である。
【図９】実施例１０の保磁力と印加磁界角度との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図１１】第２の実施の形態の実施例１２に係る磁気ディスクのカー回転角と印加磁界との関係を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図１７】第５の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図１９】第６の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の第７の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図２１】第７の実施の形態に係る磁気記録媒体の記録層の記録後の状態を模式的に示す図である。
【図２２】本発明の第８の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
【０２０１】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、１０３    磁気記録媒体
１１、２１、３１    基板
１２、２２    配向制御層
１３、２３、８１    下地層
１４、２４、３４、４４、５４、６４    記録層
２８    保護膜
２９    潤滑層
３１ａ    テクスチャ
４５、６５、７４、８４    第１磁性層
４６、５３、６６、    非磁性結合層
４７、６７、７６、８６    第２磁性層
５１    第１軟磁性層
５２Ａ  第２軟磁性層
５２Ｂ  第１軟磁性層
７５    中間層
８５    中間積層体
１００    磁気記憶装置
θTL    傾斜角
１４ａ、２４ａ、３４ａ、４５ａ、４７ａ、５４ａ、６５ａ、６７ａ、７４ａ、７６ａ、８４ａ、８６ａ    結晶粒子
１４ＣＡ、２４ＣＡ、３４ＣＡ、４５ＣＡ、４７ＣＡ、５４ＣＡ、６５ＣＡ、６７ＣＡ、７４ＣＡ、７６ＣＡ、８４ＣＡ、８６ＣＡ    結晶粒子のｃ軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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